Einführung in das Nervensystem
Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das es uns ermöglicht, die Welt um uns herum wahrzunehmen, zu denken, zu fühlen und zu handeln. Es ist wie eine "Datenautobahn" in unserem Körper, die Informationen blitzschnell weiterleitet. In diesem Artikel werden wir uns genauer mit dem Aufbau und der Funktion des Nervensystems beschäftigen, insbesondere im Hinblick auf die Anforderungen des Biologieunterrichts in der 7. Klasse der Realschule.
Die Nervenzelle: Baustein des Nervensystems
Die Nervenzelle, auch Neuron genannt, ist die grundlegende Einheit des Nervensystems. Sie ist eine spezialisierte Zelle, die Informationen aufnehmen, verarbeiten und weiterleiten kann. Schätzungen zufolge besitzt ein Mensch bis zu 1 Billion Nervenzellen. Es ist wichtig zu wissen, dass sich Nervenzellen nicht teilen können. Das bedeutet, dass die maximale Anzahl an Nervenzellen bereits bei der Geburt festgelegt ist.
Aufbau einer Nervenzelle
Eine Nervenzelle besteht aus verschiedenen spezialisierten Strukturen:
- Zellkern: Wie jede Zelle besitzt auch die Nervenzelle einen Zellkern, die Steuerzentrale der Zelle. Hier werden wichtige Prozesse wie die Eiweißproduktion und die Zellaktivität reguliert.
- Soma: Das Soma, auch Zellkörper genannt, enthält den Zellkern und die meisten Organellen.
- Dendriten: Dies sind verästelte Fortsätze, an denen Informationen von anderen Nervenzellen empfangen werden. Eine einzige Nervenzelle kann bis zu 10.000 Verbindungen mit anderen Zellen eingehen.
- Axon: Das Axon ist ein langer Fortsatz, der Informationen vom Soma weg zu anderen Zellen weiterleitet. Manche Axone können über einen Meter lang werden.
- Axonhügel: Der Übergang vom Soma zum Axon wird Axonhügel genannt. Hier wird entschieden, ob ein Aktionspotenzial ausgelöst wird.
- Synaptische Endigungen: Am Ende des Axons befinden sich die synaptischen Endigungen. Dort wird eine Synapse gebildet - die Kontaktstelle zu einer anderen Zelle. Über diese werden mithilfe von chemischen Botenstoffen (den Neurotransmittern) Informationen an die nächste Nervenzelle weitergegeben. Man unterscheidet dabei:
- Präsynaptische Zelle: Die sendende Zelle.
- Postsynaptische Zelle: Die empfangende Zelle.
- Myelinscheide: Um Informationen schnell und verlustfrei weiterzuleiten, ist das Axon bei vielen Nervenzellen von einer Myelinscheide (auch Markscheide) umgeben. Diese besteht aus Schwann’schen Zellen, einer Art von Gliazellen, die das isolierende Myelin produzieren. Die Myelinscheide ist nicht durchgängig, sondern wird regelmäßig von Ranvierschen Schnürringen unterbrochen. Neuronen mit Myelinscheide nennt man markhaltig.
Aufgaben und Übungen zum Nervensystem
Um das Thema Nervensystem im Biologieunterricht der 7. Klasse zu vertiefen, bieten sich verschiedene Aufgaben und Übungen an:
Wiederholung der Grundlagen
Vor der Bearbeitung komplexerer Themen ist es wichtig, dass die Schüler die Grundlagen des Nervensystems und der Nervenzellen kennen. Dazu können sie mit Schulbüchern oder dem Internet ihre Kenntnisse wiederholen und gegebenenfalls ergänzen. Die Ergebnisse können sie dann in ein Arbeitsblatt eintragen.
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Filmanalyse
Der Film "Das Gehirn" (verfügbar auf www.planet-schule.de) bietet eine gute Möglichkeit, das Thema Nervensystem anschaulich zu vermitteln. Die Schüler können den Film in Gruppen anschauen und anschließend auswerten. Dabei können sie sich auf verschiedene Aspekte konzentrieren, wie z.B.:
- Informationen zur Gedächtnissportlerin Dorothea Seitz
- Informationen zu Nervenzellen
- Was macht das Gehirn beim Radfahren?
- Wie merkt sich Dorothea die Gegenstände auf dem Zug?
- Was passiert in Dorotheas Gehirn beim Training?
Die Ergebnisse der Filmanalyse können die Schüler in einer Powerpoint-Präsentation zusammenfassen und präsentieren. Dabei können sie Screenshots aus dem Film verwenden und kommentieren.
Interaktive Übungen und Tests
Es gibt verschiedene interaktive Übungen und Tests, mit denen die Schüler ihr Wissen über das Nervensystem überprüfen können. Ein Beispiel ist das Onlinetraining von topteach.ch, das 19 Fragen zum Thema Nervensystem enthält. Auch das BR-Telekolleg bietet ein Quiz zum Nervensystem an.
Arbeitsblätter und Lückentexte
Arbeitsblätter mit Multiple-Choice-Fragen und Lückentexte sind eine gute Möglichkeit, das Wissen der Schüler zu festigen. Es gibt Arbeitsblätter zum Aufbau des Nervensystems, zur Entstehung von Aktionspotentialen und zu den Einflüssen verschiedener Stoffe auf das Nervensystem. Ein illustriertes Arbeitsblatt zum Nervensystem bei Insekt und Mensch kann ebenfalls hilfreich sein.
Stegreifaufgaben und Extemporen
Aktuelle Stegreifaufgaben und Extemporen, angepasst an den Lehrplan für das Fach Biologie an der Realschule der 7. Klasse, können zur Vorbereitung auf den Jahrgangsstufentest in Biologie eingesetzt werden. Themenschwerpunkte sind: Wahrnehmung und Reaktion beim Menschen, Verhaltensforschung, Bau und Funktion eines Sinnesorganes, Auge, Akkommodation, Adaption, Nervenzellen und Nervensystem, menschliche Sexualität und Entwicklung und noch vieles mehr.
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Reflexe und Reflexbögen
Für Auszubildende in Gesundheitsberufen sind detaillierte Kenntnisse über Reflexe (Eigen- und Fremdreflexe, Reflexbogen) wichtig. Hierzu gibt es spezielle Übungen und Tests.
Weitere Aspekte des Nervensystems
Neben dem Aufbau und der Funktion der Nervenzelle gibt es noch weitere wichtige Aspekte des Nervensystems, die im Biologieunterricht behandelt werden können:
Das Gehirn
Das Gehirn ist die Steuerzentrale des Nervensystems. Es ist für viele komplexe Funktionen verantwortlich, wie z.B. Denken, Fühlen, Gedächtnis und Bewegung. Die Schüler können sich mit dem Aufbau und der Funktion des Gehirns beschäftigen, z.B. anhand des Films "Das Gehirn".
Sinnesorgane
Die Sinnesorgane sind unsere "Fenster zur Welt". Sie nehmen Informationen aus der Umwelt auf und leiten sie an das Nervensystem weiter. Die Schüler können sich mit den verschiedenen Sinnesorganen beschäftigen, wie z.B. Auge, Ohr, Nase, Zunge und Haut.
Verhalten
Das Nervensystem spielt eine wichtige Rolle bei der Steuerung unseres Verhaltens. Die Schüler können sich mit verschiedenen Verhaltensweisen beschäftigen, wie z.B. angeborenem Verhalten und erlerntem Verhalten.
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Pubertät
Während der Pubertät findet ein Umbau im Gehirn statt. Dies kann dazu führen, dass Jugendliche sich anders verhalten als Kinder oder Erwachsene. Die Schüler können sich mit den Veränderungen im Gehirn während der Pubertät beschäftigen.
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